关于美国智能电网标准的草案
中国智能电网内涵，以及发展阶段? 1智能电网主要内涵是： ①坚强可靠：是指拥有坚强的网架、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应，从而实现资源的优化调配、减小大范围停电事故的发生概率。在故障发生时，能够快速检测、定位和隔离故障，并指导作业人员快速确定停电原因恢复供电，缩短停电时间。坚强可靠是中国坚强智能电网发展的物理基础； ②经济高效：是指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源的高效利用，是对中国坚强智能电网发展的基本要求； ③清洁环保：在于促进可再生能源发展与利用，提高清洁电能在终端能源消费中的比重，降低能源消耗和污染物排放；是对中国坚强智能电网的基本诉求； ④透明开放：意指为电力市场化建设提供透明、开放的实施平台，提供高品质的附加增值服务，是中国坚强智能电网的基本理念； ⑤友好互动：即灵活调整电网运行方式，友好兼容各类电源和用户的接入与退出，激励电源和用户主动参与电网调节，是中国坚强智能电网的主要运行特性。 2发展和建设阶段： 国家电网公司在认真分析国内经济发展形势和技术水平的基础上，根据国情现状，按照统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进的原则，分阶段推进坚强智能电网的建设。 1、2009 年至2010 年为规划试点阶段：重点开展电网智能化发展规划工作，制订技术标准和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作； 2、2011 年至2015 年为全面建设阶段：加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用； 3、2016 年至2020 年为引领提升阶段：基本建成坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。
关于智能电网的建设方面 智能电网的核心是实现对电网运行的快速影响，提高与分布式能源的兼容能力，从而提高整个系统的经济性、可靠性和安全性。智能电网的核心特征是自愈、安全、交互、协调、兼容、高效、优质、集成，分别针对电网的稳定可靠、抗攻击、电力用户、市场、分布式能源、资产、电能质量和信息系统等不同内容。从目前的情形来看，智能电网建设仍存在一些问题，需要在不断地摸索中进行解决。 标签：智能电网；建设；难因；关键技术 1 智能电网的特征 智能电网顺应时代发展需要而诞生，但目前仍处于发展的初始阶段，还没能形成统一的、成熟的智能电网运行体系，各个国家基于自身电网运行特点而对智能电网的定义也略有不同，但对其本质的理解是是保持一致的。智能电网主要包括可对负荷平衡进行优化的智能技术系统、使用清洁型能源的智能调度系统以及实现动态定价的智能计量系统，其智能性即特点主要有：可观测、可控制、分布智能、高级分析、自适应以及自愈，综合起来其实就是优化兼容、经济集成、坚强自愈。 2 智能电网的主要功能 （1）当电网受到异常信号扰动或短暂故障时，电网仍能保持供电能力，减少停电范围；对于人为的破坏如：病毒入侵，部分电路损坏等仍能继续供电，具有确保供电安全以及抗病毒破坏能力。 （2）支持可再生资源的重复使用合理分配资源，保证管理的功能更加完善和提高，保证实现与用户的高效互动。 （3）采用统一的模型和平台，实现规范化、精细化和标准化的管理。实现电网信息的高度集成和共享。 （4）优化资产的利用，降低建设维护成本，并且提高能源的利用率和技术的先进性保证输电的安全性、可靠性以及高效性。降低排放水平，适应能源的循环使用。 3 智能电网建设的难因 1）电网建设面临的外部问题：前期工作程序复杂，工程核准难度大。工程涉及的相应细节工作如选址，拆迁等协调起来十分困难。工程建设与环境保护协调困难。 2）电网工程建设受阻存在的内部问题：输配电网的规划和设计相对滞后与
我国与美国智能电网技术模式的差距 1)美国发展智能电网重点在配电和用电侧，推动可再生能源发展，注重商业模式的创新和用户服务的提升。中国的智能电网将包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度共六个环节，具有信息化、数字化、自动化、互动化的“智能”技术特征。 2)美国智能电网的四个孪生兄弟分别是：高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成(RDSI)和实现传输可靠性及安全控制系统，这个电网发展战略的本质是开发并转型进入“下一代”的电网体系，其战略的核心是先期突破智能电网，之后营建可再生能源和分布式系统集成(RDSI)与电力储能技术，最终集成发展高温超导电网。 3)我国情况是，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略，即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。这个战略的核心仍然是依托中央集权制的国家体制营建特高压电网基础上的电网现代化，其电力中枢系统仍然没有摆脱大煤电、大水电，而以实现电网骨架更大体系的统一目标。 4)尽管均为智能电网概念，但我国和美国在发展信息化智能电网的远景目标和现实技术手段上仍有明显的差异，鉴于我国大电网体系构建的原则上，智能电网将成为优化能源结构(良好的可再生能源吸纳能力)、充分释放高效低耗电力输送能力和提升用户端电力需求互动的综合系统工程。
中国发展智能电网优势很多2009/12/31/09:19 “智能电网”——美国、欧盟等发达国家的国策。全球金融危机催生了“智能电网”，未发生金融危机时，虚拟经济的“繁荣”模糊了实体经济与能源资源和生态环境间存在的一系列尖锐矛盾，电力的变革显得既不重要，又不紧迫，也不可能。“智能电网”对发达国家经济复苏、重塑竞争力将起重要作用，但其意义绝非仅仅是应对当前全球金融危机的权宜之计。 国际智能电网背景 在世界“绿色产业革命”的大环境下，二十多年来，世界发达国家在政府主导下，提出了一系列有关电力发展的战略规划。先期重点在发电方面并取得了很多积极成果，如美国先后提出了CCT《清洁煤发展计划》、CCPI《清洁煤创新发展计划》、FUTUREGEN重大示范项目计划等等。2003年美国政府在《电网—2030》规划中首先较完整提出了智能电网的战略构思，“智能”是手段为其战略构思宗旨、目的服务，其后进行了大量的技术研究、工业示范、社会试点直至局部商业化运营，现己成为美国政府的重要国策。2005年欧盟将智能电网上升到国家战略地位开展研究。美国能源部关于智能电网定义表述为：智能电网是采用先进的传感技术、通信技术和控制技术来保证更为高效、经济和安全地发电、输电和供电的现代电网，它集成了从发电、输电和配电以及用电设备领域的大量有益于社会的创新技术和手段，以满足不断变化的未来社会需求。 智能电网战略宗旨、核心、技术管理措施的提出和实施标志着世界电力发展进入了一个新的历史阶段。美国的“统一智能电网”、欧盟的“超级智
能电网”都是一种形象性称呼，之所以得到世界认可，并不是因为它的称呼，而是因为它的战略构思内容符合当今能源变革的宗旨、目的并已局部证实能起到实效。 因国情和电力发展阶段不同，各国智能电网定义、内含、重点会有所区别，但其“安全、经济、高效、清洁、低碳”的变革宗旨、核心应是相同的，采用先进传感、通信、控制技术，数字化管理、智能化决策、互动化交易等技术管理措施特点是相同的，可以认为当今智能电网战略宗旨、核心、技术管理措施的提出和实施标志着世界电力发展进入了一个新的历史阶段。“智能电网”与传统电网都必须遵循电力的基本规律，都含有不受时间限制的相同基本理念，它们的核心、基本形态、关键技术有相同、更有不同之处。 欧美发达国家提出的智能电网战略重点在供用电侧，包括接纳可再生能源、需求侧的智能管理、双向互动等，和更大范围的高压联网，它符合欧美发达国家实际国情、电力发展阶段以及基础现状。 从中国具体国情看，在中国称为“智能电力系统”战略更为确切，只有发、输、供、用全方位的变革、创新、发展才能真正达到电力变革的宗旨、目的，这四方面变革、创新、发展是互相关联、互相促进，需要协调有序的推进，任何方面过度超前或滞后，都会严重影响中国电力发展进程。从广义电网概念，以高效、低碳为核心的电力变革、创新以及国际上容易认知角度看，可以称为智能电网战略，与以往称为电力发展规划相比，也更具有时代特征。 中国智能电网战略研究应包括发、输、供、用四个方面变革、创新、发展。与发达国家不同的国情和电力发展阶段要考虑在其中，如中国未来二、
智能电网项目 合作计划书 规划设计/投资分析/产业运营
摘要 我国以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互 动化为特征的统一的坚强智能化电网。智能电网是实施新的能源战略和 优化能源资源配置的重要平台，涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调 度各环节，广泛利用先进的信息和材料等技术，实现清洁能源的大规模接 入与利用，提高能源利用效率，确保安全、可靠、优质的电力供应。智能 电网是国家电网公司电网建设重点方向。十三五期间，用电环节占智能 化投资的比重最高，主要是用电信息采集等项目的建设规模大，因而投资 较大;其次是配电环节、变电环节，主要由于配电自动化、智能变电站新建 和改造等项目的建设规模大。也就是说，在智能电网的建设过程中，变电、配电和用电环节或将对自动化产生更大的需求。目前，我国配电自动化 水平覆盖率仍只在30%左右，远低于发达国家。随着新能源装机规模不断加大、分布式能源的发展、电动汽车的增长以及深化电力体制改革的需要， 国内配电网建设具有较大发展潜力。截至目前，已建成的配电自动化项 目覆盖率与2020年目标相差甚远，未来还有极大地提高空间，将是电力自 动化的发展重点。
该智能电网项目计划总投资18297.75万元，其中：固定资产投资12852.87万元，占项目总投资的70.24%；流动资金5444.88万元，占项目总投资的29.76%。 本期项目达产年营业收入36723.00万元，总成本费用28696.51 万元，税金及附加323.05万元，利润总额8026.49万元，利税总额9456.64万元，税后净利润6019.87万元，达产年纳税总额3436.77万元；达产年投资利润率43.87%，投资利税率51.68%，投资回报率32.90%，全部投资回收期4.54年，提供就业职位789个。
国内外智能电网的发展现状与分析 发表时间：2016-01-11T16:36:35.487Z 来源：《电力设备》2015年6期供稿作者：邓宏赵武 [导读] 国网山西省电力公司武乡县供电公司客户对电能质量的要求逐步提高，可再生能源等分散式发电资源数量不断增加，传统的电力网络已经难以满足这些发展要求。 （国网山西省电力公司武乡县供电公司 046300） 摘要：随着经济发展和市场化改革的推进，电网与电力市场、客户之间的关系越来越紧密。客户对电能质量的要求逐步提高，可再生能源等分散式发电资源数量不断增加，传统的电力网络已经难以满足这些发展要求。因此，发展智能电网就显得尤为重要，本文中笔者详细叙述了国内外智能电网的发展现状与形势，希望以此有所贡献。 关键词：国内外；智能电网；发展现状；分析 一、国内智能电网的发展现状与分析 1、国家电网公司智能电网发展现状 2009 年 5 月，在北京召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009 年 8 月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。“坚强”与“智能”是现代电网的两个基本发展要求。“坚强”是基础，“智能”是关键。强调坚强网架与电网智能化的高度融合是以整体性、系统性的方法来客观描述现代电网发展的基本特征。 电网的“坚强”与“智能”本身也相互交叉，不可拆分。坚强智能电网是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动的电网。坚强可靠，指具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应；经济高效，指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源和电力资产的高效利用；清洁环保，指促进清洁能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，提高清洁电能在终端能源消费中的比重；透明开放，指电网、电源和用户的信息透明共享，电网无歧视开放；友好互动，指实现电网运行方式的灵活调整，友好兼容各类电源和用户接入，促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。坚强智能电网的总体发展目标是：建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的现代电网。 2、南方电网公司智能电网发展现状 近年来南方电网公司高度重视智能电网的发展，根据国家转变经济增长方式的要求以及公司的中长期的战略发展规划，思考智能电网的发展规模以及建设的方案，研究提出了围绕南方电网核心技术，运用信现代信息技术加快传统电网的升级改造，要建设智能高效可靠的电网发展定位，明确了四个提高以及一个促进。四个提高是提高电力系统的安全稳定运行的水平；提高系统和资产的利用率；提高用户能效管理以及优质服务水平；提高资源优化配置和高效利用的能力；同时促进资源节约型环境友好型企业的发展。 四个提高是提高电力系统的安全稳定运行的水平；提高系统和资产的利用率；提高用户能效管理以及优质服务水平；提高资源优化配置和高效利用的能力；同时促进资源节约型环境友好型企业的发展。南方电网公司认为在推进智能电网建设过程汇总应注意以下几个方面： 第一，研究推进智能电网建设应符合我国国情。由于我国的能源资源分配以及南方电网公司负荷区域分配是很不合理，往往能源资源很高的地方负荷能源很高，但是低的地方负荷能源很低。为了配合电网大范围的配置实现远距离、大能源交直流混合的智能电网特征，智能电网要解决由此带来的规划以及调动包括安全运营的问题。 第二，发展智能电网是社会的共同愿望，同时也是电网发展到目前程度的必然需求。特别是南方电网的水电比例是 38%，水火对智能电网的要求是很有效的，也很高的。南方电网公司比较重视智能电网建设顶层设计，组织开展了南方电网智能电网的战略规划以及研究，同时系统描绘了推进南方电网以及智能电网研究技术、发展目标，系统建立了智能电网的标准体系，编制完成了企业智能电网技术的标准体系总的构架，要关注了新能源的接入、设备状态检测以及评估，配电网自动化，以及智能电网技术的标准，同时承担了特高压直流输电以及电动汽车充电，包括电池储能等多项国家行业标准的编制工作。 二、国外智能电网发展的形势 1、美国进行智能电网改造 2006年，美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能，防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。008年4月，美国科罗拉多州波尔得市已经营建成为全美第一个智能电网城市，与此同时，美国还有10多个州正在开始推进智能电网发展计划。2009年1月，美国政府发布了《经济复兴计划进度报告》，宣布将铺设或更新约4 800 km输电线路，并在未来三年内为美国家庭安装4万多个智能电表。2009年4月，美国政府又宣布了一项约40亿美元的用于开发新的电力传输技术计划。此后，美国能源部长表示，政府向美国企业提供24亿美元，用于制造混合动力车和车用电池，美国能源部也在加强车用电池的研究作为新型电网最重要的客户工具，电池可以更大地创造智能电网的应用运转空间。这意味着美国政府能源计划的下一步战略将发展智能电网产业。 2、欧洲电力企业的智能电网建设实践 目前，英、法、意等国都在加快推动智能电网的应用和变革，意大利的局部电网已经率先实现了智能化。2009年初，欧盟有关圆桌会议进一步明确要依靠智能电网技术将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能融入欧洲电网，以实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展。欧盟为应对气候变化、对能源进口依赖日益严重等挑战，向客户提供可靠便利的能源服务，正在着手制定一整套能源政策。这些政策将覆盖资源侧、输送侧以及需求侧等方面，从而推动整个产业电工电气（2010 No.3）领域深刻变革，为客户提供可持续发展的能源，形成低能耗的经济发展模式。在欧洲已经有大量的电力企业在如火如荼地开展智能电网建设实践，内容覆盖发电、输电、配电和售电
美欧智能电网建设动机分析 王喜文 各国政府为应对气候变化纷纷致力于改善能源结构、优化电网配置，智能电网就是电力系统的一大创新。虽然建设智能电网的主要目的是实现智能化的能源供需平衡，但除此以外的动机，各国还是存在较大差异。本文将详细分析美国、欧洲智能电网建设的动机，看看二者究竟有何不同。 一、美国志在产业主导权 (一)以IT与高科技企业为主力军 提及智能电网，最令人关注的是美国。美国IBM制订了“智慧地球”这一全球战略，其代表内容之一即是智能电网的建设，并且，IBM不断地参与了世界各地的智能电网建设试点项目；美国Google免费提供了名为“PowerMeter”的用电量监测软件，用户在家里可以通过电脑查看电力消费情况；美国英特尔和美国TI(得克萨斯仪器)加大了智能电表等设备中所使用的半导体的研发与销售；美国埃森哲公司计划通过规划信息系统参与到电力行业。 其实，美国大型IT企业，可以说没有一家会对智能电网发展不感兴趣，其原因在于智能电网被视为“电网的IT化”。 美国智能电网领域的另一大特征是，短时间内汇聚大量风投资金与新兴企业快速蓬勃发展。在AMI(高级电表架构)服务领域，创办于2002年的美国SSN(Silver Spring Networks)成为Google风险投资基金Google Ventures的第一个投资项目；2003年创办的美国GridPoint 公司也已成功融资2亿多美元。为此，也有人质疑，智能电网热潮会不会出现类似于IT革命时所产生的泡沫。 这些高科技企业的经营人员大多是IT领域的佼佼者，他们的经营方式、思路与IT高增长时代基本类似。例如，SSN与GridPoint公司注重发挥其在软件服务领域的优势，而智能电表等核心设备企业与“合作企业”进行水平分工，在生产中使用其他公司的产品。SSN公司 1
智能电网发展史 1.1智能电网概念 智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 1.1.1 美国电力科学研究院将智能电网定义为： 一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。 中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。 1.1.2 智能电网概念的发展有3个里程碑： 第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重
1概述 2011年1月，我国首座220千伏智能变电站――西泾变电站在江苏无锡投运，该站通过物联网技术建立传感测控网络，实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站作为国家电网公司首座220千伏站，完全达到了智能变电站建设的前期预想，设计和建设水平全国领先，对国家电网公司系统智能变电站建设起到了引领和示范作用。 智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。 未来5年，福建省将构筑坚强的主干电网，实现以1000千伏与华东主网互联；福建省还将推进电网智能化建设，构建具有福建特色的智能电网，适应电动汽车、三网融合、分布式电源等发展需要。 2智能电网的概念 在现代电网的发展过程中，各国结合其电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践，形成了各自的发展方向和技术路线，也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。近年来，随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识。 从技术发展和应用的角度看，世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点：智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。 智能电网是实现全社会低碳发展的关键。在发电端应用智能电网技术可以提升接纳清洁能源的能力，还可提高传统发电技术的效率；在电网环节可以降低线路损耗，提高输电效率，提升电网基础设施资源利用率和供电可靠性，从而达到节能减排的目的；在深入千家万户的配电端，通过智能电表，可将用电信息反馈给用户，提高用电效率，用户还可通过智能电网将自家太阳能发电卖给电网，实现智能互动和绿色节能。 3我国智能电网建设现状 华东电网公司提出更加注重全力支持特高压骨干网架规划建设，认真配合做好特高压规划前期和配套工程建设，特别是华东特高压受端环网和四个特高压区外来电通道，积极争取参加特高压交直流工程投资，统筹协调区外来电的分配和消纳工作。 更加注重持续提升电网智能化水平，以清洁能源接入、智能输电网、智能调度技术为重点，积极推进关键技术研发，促进华东大受端电网智能化水平的提高，特别是要建设世界一流调度中心，在大电网安全掌控能力方面初步达到国际领先水平。 更加注重全面提升资源优化配置能力，稳步提升电网输送容量和利用效率，全面实施状态检修和资产全寿命周期管理，提高电网发展质量；优化电源布局和电网结构，促进新能源与常规能源的协调发展；加大电力市场建设力度，推广应用节能发电调度，促进全网节能减
2013年第7卷第4期南方电网技术特约专稿 2013，V ol. 7，No. 4 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Featured Articles 文章编号：1674-0629(2013)04-0006-06 中图分类号：TM76 文献标志码：A 美国智能电网试点项目述评 张国衡1，张沛1，张科2 （1. 埃森哲（中国）有限公司，北京100022；2. 广东电网公司佛山供电局，广东佛山528000）摘要：简介美国智能电网的研发过程，对若干美国智能电网试点项目进行了述评，包括项目的内容、目的、特点、所 应用的新技术和实施概况。总结美国智能电网试点项目的建设经验，并对推进中国智能电网试点项目的实施和推广提出 了一些建议。 关键词：智能电网；示范工程；广域测量技术；需求响应；智能电网技术成熟度模型 Overview of the Smart Grid Pilot Projects in the United State ZHANG Guoheng1, ZHANG Pei1, ZHANG Ke2 (1. Accenture (China) Ltd., Beijing 100022, China; 2. Foshan Power Supply Bureau, Guangdong Power Grid Corp., Foshan, Guangdong 528300, China ) Abstract: Introducing the development process of US smart power grid, this paper provides an overview of the US smart grid pilot projects, including the contents, objectives, characteristics of these projects as well as their adopting new technologies and implementation situations. The construction experiences of the United State in developing these pilot projects are summarized, and certain advices for implementing smart grid pilot projects and popularizing related construction experiences in China are put forward. Key words: smart grid; demonstration projects; PMU; demand response; smart grid technology mature model 随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网以适应未来可持续发展的要求，已成为当今世界积极应对能源和环境挑战的共同选择。 1 美国智能电网的研发 1.1 驱动因素 美国发展智能电网的驱动力主要是改造老化的电网设备，提高供电的可靠性和安全性，提高能源的利用效率和技术的先进性，提高用户对电价的可承受能力，适用环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降低排放水平，提高在全球的竞争性等方面。因此，其关注重点集中于电力网络基础架构的升级更新，同时最大限度地利用信息技术，实现系统智能对人工的替代。为应对金融危机，美国已经将发展智能电网作为国家级战略之一，联邦政府通过经济刺激计划出资补贴智能电网研究和试点项目建设，建立以智能电网为载体的新能源产业战略，以便实现美国经济振兴和积极应对全球气候变暖。 1.2 发展阶段 2001年EPRI开始了“Intelligrid”（智能电网）研究。 2003年美国能源部（DOE）发布“（Grid2030）”（《电网2030规划》）能源发展战略，该文件为美国智能电网的具体建设和实施奠定了理论基础，促使智能电网概念的逐步形成。 2004年，DOE与NETL合作发起了“现代电网（MGI）”研究。 2005年之后，研究机构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷推出自己的智能电网方案和实践。 2007年12月通过《能源独立与安全法案2007》（EISA2007），为智能电网在美国全国范围的推广夯实了法律基础。 2009年奥巴马政府再次通过《美国复兴与再投资法》（ARRA2009），明确提出政府将投入约45亿美元的资金进行全面支持，使智能电网建设正式进入到紧锣密鼓的实施阶段[1]。
现代电力企业管理 Paper 智能电网在中国（世界）的发展 班级：电气0705 姓名：王浩鹏 学号：U200712325 指导老师：娄素华 日期：2010年10月8日
智能电网在中国（世界）的发展 题注：虽然题目要求是智能电网在中国的发展，但个人认为过于狭隘，中国的智能电网仅处于起步阶段，必须把其放在世界的范围内来看待和研究。 文章提要：智能电网（Smart Grid）是当今世界电力系统发展变革的最新动向，被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。本报告介绍了智能电网的发展背景、定义和特征，涉及的关键技术、应用和发展以及国内外研究现状。 1. 智能电网概述 1.1 智能电网的发展背景 在过去30 年间，虽然信息、通信技术发生了翻天覆地的变化，但日渐老化的美国电网并没有跟上技术变革的步伐，用户也对电力供应提出了越来越高的要求，国家安全、环保等各方面政策都对美国电网的建设和管理提出了更高的标准。为了争取更多用户，在市场竞争中取胜，美国各电力企业纷纷提高服务水平，加强与用户的交互，提供更多产品供用户选择，以使不同类型的用户需求都能得到最好的满足。与此同时，在近年基础材料、电力技术、信息技术的研究中，出现了不少可以明显改善电网可靠性、效率等运行指标的突破。这些技术的推广应用为电网运行管理水平的提高创造了条件。特别是2003 年美加发生大停电事故后，美国电力行业面对陈旧老化的电力设施、与数字信息技术脱节的二次控制系统及巨额投资改造计划，痛定思痛，决心利用日新月异的信息技术对电网进行彻底改造，以期建成一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。在欧洲，智能电网建设的驱动因素可以归结为市场、安全与电能质量、环境等三方面。欧洲电力企业受到来自开放的电力市场的竞争压力，亟须提高用户满意度，争取更多用户。因此提高运营效率、降低电力价格、加强与客户互动就成为了欧洲智能电网建设的重点之一。与美国用户一样，欧洲电力用户也对电力供应和电能质量提出了更高的要求。而对环境保护的极度重视以及日益增长的可再生能源并网发电的挑战，则造成欧洲智能电网建设比美国更为关注可再生能源的接入。为此，欧盟于2005年成立“智能电网技术论坛”，促进智能电网研究，希望把电网转换成用户和运营商互动的服务网，提高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性，并为分布式和可再生能源的大规模应用扫除障碍。欧美电力行业一致认识到，随着全球资源环境压力的不断增大、电力市场化进程的不断推进，以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，未来的电网必须更加适应多种能源类型发电方式的需要，更加适应高度市场化的电力交易的需要，更加适应客户的自主选择需要。为此，不同的国家和组织都不约而同地提出，要建设具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电网，将智能电网视为未来电网的发展方向。 1.2 智能电网的定义和特征 尽管各国专家针对电力工业应致力于提高电网智能化水平及等级已经达成共识，但是，智能电网还处于初期研究阶段，国际上尚无统一而明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同，不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式来理解智能电网，对智能电网进行研究和实践，各国智能电网发展的思路、路径和重点也各不相同。因此智能电网概念本身也在不断发展、丰富和明晰中。
美国的智能电网 智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网 2.0”，它是建立在集成的、 高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21 世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 智能电网概念的发展有 3 个里程碑： 第一个就是2006 年，美国IBM 公司提出的“智能电网”解决方案。IBM 的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM 一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200 亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。 可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。 第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。互动电网，英文为Interactive Smart Grid，它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为：在 开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设施，提高能源效率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。 互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售；可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临
2020年中国智能电网行业分析 随着需求的爆发式增长，我国电力装机容量迅速扩张。2003-2008年，我国发电装机量从3.91亿千瓦时上升至7.93亿千瓦，装机总量翻了一倍，至2019年，我国发电总装机量已经达到20.11亿千瓦。然而，我国电网规模的不断提升以及线路复杂度的迅速增加，给我国电网带来了巨大的挑战，倒逼电网升级。提高电网的信息化、自动化、智能化成为了重要任务。 2011-2019年中国发电总装机量趋势 我国电网自动化需求爆发。一方面，国电南瑞、四方股份、思源电气等电力二次设备企业的相关业务快速增长，收入迅速提高;另一方面，作为智能电网“基石”的智能电表大规模招标启动，2014年招标量达到9166万块，历史顶峰，2019年也达到了7391万块。
2010-2019 年国家智能电表招标趋势 智能电网相关政策
在国家规划的推动下，我国智能电网的投资额也开始逐步提升。根据规划，2009-2010年、2011-2015年以及2016-2020年三大阶段我国电网计划投资额分别是5510亿元、15000亿元和14000亿元，其中智能电网计划投资额为341亿元、1750亿元和1750亿元，投资额占比从6.19%提升至12.5%。 2009-2020年中国电网计划投资额
2009-2020年中国智能电网计划投资额及占比 未来10-20年，将是我国智能电网建设的主要时期。数据显示，2019年我国人口城镇化率超过60%，基本实现城镇化。随着我国城镇化水平继续提高，我国城镇化建设进一步推进，城乡配电网的智能化建设将全面拉开，我国智能电网将进入全面建设时代。 2019-2030年中国城镇化率及预测
欧美智能电网战略计划 致力于推动中国智能电网发展的中国国际经济交流中心特约研究员、中国科学院科学时报社首席经济学家武建东教授向记者介绍了欧美国家智能电网发展的模式和进展。 美国的智能电网计划叫做UnifiedNationalSmartGrid，译为统一智能电网，是指将基于分散的智能电网结合成全国性的网络体系。 这个体系主要包括：通过统一智能电网实现美国电力网格的智能化，解决分布式能源体系的需要，以长短途、高低压的智能网络联结客户电源；在保护环境和生态系统的前提下，营建新的输电电网，实现可再生能源的优化输配，提高电网的可靠性和清洁性；这个系统可以平衡整合类似美国亚利桑那州的太阳能发电和俄亥俄州的工业用电等跨州用电的需求，实现全国范围内的电力优化调度、监测和控制，从而实现美国整体的电力需求管理，实现美国跨区的可再生能源提供的平衡。 这个体系的另一个核心就是解决太阳能、氢能、水电能和车辆电能的存储，它可以帮助用户出售多余电力，包括解决电池系统向电网回售富裕电能。实际上，这个体系就是以美国的可再生能源为基础，实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。而且美国的这个计划也考虑了将加拿大、墨西哥等地电力整合的合作。 2008年4月，美国科罗拉多州波尔得市已经营建成为全美第一个智能电网城市，与此同时，美国还有10多个州正在开始推进智能电网发展计划。今年1月，美国新总统奥巴马发布了《经济复兴计划进度报告》，宣布将铺设或更新3000英里输电线路，并在未来三年内为美国家庭安装4000万个智能电表。2009年4月16日，奥巴马政府又宣布了一项约40亿美元的用于开发新的电力传输技术计划。此后，美国能源部长朱棣文表示，奥巴马总统宣布向美国企业提供24亿美元，用于制造混合动力车和车用电池，美国能源部也在加强车用电池的研究作为新型电网最重要的客户工具，电池可以更大体量地创造 智能电网的应用运转空间。 欧洲智能电网计划名为SuperSmartGrid，译为超级智能电网。它是将广域电力输送网络与智能电网结合起来的广域智能网络，可能的使用范围涉及到欧盟、北非、中东等 国家和地区。 由于石油价格的不稳定、石油资源的有限性、能源需求的爆炸性和欧盟减少温室气体排放的计划，可再生能源有限的欧洲必须建立跨区能源交易和输送体系以解决其战略生存，也就是通过超级智能电网计划，充分利用潜力巨大的北非沙漠太阳能和风能等可再生能源发展满足欧洲的能源需要，完善未来的欧洲能源系统。 2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》明确强调，欧洲已经进入一个新能源时代，智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。目前，英、法、意等国都在加快推动智能电网的应用和变革，意大利的局部电网2001年已经率先实现了智能化。2009年初，欧盟有关圆桌会议进一步明确
智能电网建设全面推进 智能电网发展已成为我国能源战略的重要组成部分。在能源资源不平衡分布、可再生能源快速发展、环保问题已引起全球关注的背景下，国家电网公司提出的建设坚强智能电网，承载着降低能耗、科学发展和有效利用能源、推动新兴产业技术进步的使命。2010～2012年，发展智能电网已连续三年被写入政府工作报告，并成为我国能源发展的战略选择。 2月21日，国家电网公司发布《2011年社会责任报告》。报告指出，在2012年国家电网公司要完成电网投资超过3000亿元。这种投资力度，被关注智能电网建设的业内人士普遍认为是：国家电网公司正全力推进智能电网建设。 来自国家电网公司提供的一组数据显示，目前全国已有26个省市开展了29类共287个智能电网试点项目建设，已建成投产25类试点项目中的238项。这些项目，包括发电、输配电、用电等各个环节。以上海为例，目前，已全面推进坚强智能电网的10多项试点工程建设，包括电力光纤到户试点工程、用电信息采集系统、智能用电楼宇试点、电动汽车充换电设施建设，以及智能电能表推广等。而江苏、浙江、山东、重庆等省市也都在加快智能电网建设布局。 5383亿千瓦时清洁能源年消纳增量明显 智能电网建设，所承载的重要作用之一是清洁能源与分布式电源的消纳。 4月3日，位于河北张家口张北县的国家风光储输示范工程连续安全运行100天，累计发电超亿千瓦时。这是目前世界上规模最大的集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源综合利用示范工程。该工程的顺利运行标志我国智能电网在大规模新能源接入技术方面取得重大突破。 据介绍，该工程一期建设风电10万千瓦、光伏发电4万千瓦，储能电池2万千瓦，配套建设风光储输联合控制中心及一座220千伏智能变电站。该工程运用了风电、光伏以及储能系统的多种发电组合模式，并采用了清洁能源接入电网的智能优化运行方式。 此外，国家电网公司还在宁夏、青海等中国西部光能资源丰富地区，开展了大规模光伏发电并网运行试点工程建设。并先后成立国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心，国家能源太阳能发电研发（试验）中心。 据国家电网公司透露，2011年，国家电网公司经营区域内，新能源接入量已经达到5383亿千瓦时，风电并网容量已达到4394万千瓦，并已全部纳入风电功率预测范围。 74座智能变电站实现信息网络化互动化 智能变电站是智能电网建设重要的组成部分，是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键。智能变电站在技术和功能上能更好地满足智能电网信息化、自动化、互动化的要求。未来智能电网将有大量新型柔性交流输电技术及装备应用，以及间歇式分布清洁能源接入，这将对变电站智能化水平提出严峻的挑战。降低干扰、保证电网安全可靠运行，优化能源接入与分配，都成为变电站智能化的重要内容。
国外智能电网建设背景： 国外发达国家的电力工业已步入成熟期,输电网架构变化很小,电网发展趋于平稳,电力需求趋于饱和,电力供应及冗余储备趋向平衡。 国外尤其是欧、美国家所倡导的智能电网,更关注于分布式电源及客户端的接入、信息的获取与传输及其之上的高级功能与业务应用。 最为关注的是停电时间最小化和市场效益最大化。从用户端的角度来看待和研究智能电网,更多地强调信息与电网的结合及基于信息的业务重整。 国内智能电网建设背景： 随着中国经济社会高速发展,电力需求日益增长,中国电力工业建设进入快速发展时期。 中国能源资源分布、经济发展不均衡,必须提高电网输送能力,发展远距离、大跨距、大容量输电,加强统一协调和规划建设,形成统一调度运行的统一或联合电网。 中国的智能电网建设基于不同重点进行规划,不仅要涵盖欧、美智能电网的概念和范围,还要加强骨干电网建设,即建立一个以特高压电网为骨干网架的各级电网高度协调发展的智能电网。 智能电网需要6个主要的技术领域来实现其功能： 1）坚强灵活的网络拓扑； 2）基于开放体系并高度集成的通讯系统，以便实现对系统中每一个成员的实时控制和信息交换，使得系统的每一部分都可双向通讯； 3）传感和测量技术，以便实现对诸如远程监测、分时电价和用户侧管理等的更快和准确的系统响应； 4）高级电力电子设备、超导和储能技术； 5）先进的系统监控方法，以便实现快速诊断和事故下的准确解决； 6）高级的运行人员决策辅助系统。 国内研究现状 1) 华东公司建设智能电网的三阶段目标 国内研究现状 2)华北公司 2009 年2 月28 日，作为华北公司智能化电网建设的一部分——华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组验收。这套系统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成，调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。